文档内容
知识点 18:传送带模型的动力学问题
【知识思维方法技巧】
(1)传送带问题的突破口——初态、共速、末态
(2)传送带动力学问题速度相等时摩擦力突变的特点:
①从有到无:如水平传送带,达到同向共速后,滑动摩擦力突变为0。
②动静突变:如倾斜向上传送物块(μ>tan θ),共速后滑动摩擦力变为静摩擦力。
③方向变化:如倾斜向下传送物块(μ<tan θ),共速后方向由向下变为向上(仍为滑动摩
擦力)。
(3)滑块与传送带的划痕长度Δx等于滑块与传送带的相对位移的大小,若有两次相对运
动且两次相对运动方向相同,Δx=Δx +Δx(图甲);若两次相对运动方向相反,Δx等于较
1 2
长的相对位移大小.(图乙)
考点一:水平式传送带的动力学问题
【知识思维方法技巧】
(1)“带动法”判断摩擦力方向:同向快带慢、反向互相阻;物体的速度、位移、加速度
均以地面为参考系,痕迹指的是物体相对传送带的位移。
(2)在匀速运动的水平传送带上,只要滑块和传送带不共速,滑块就会在滑动摩擦力的作
用下,朝着和传送带共速的方向变速(若v v ,则滑块减速),
物 传 物 传
直到共速,滑动摩擦力消失,与传送带一起匀速运动,或由于传送带不是足够长,在匀加
速或匀减速过程中始终没达到共速。
(3)计算滑块与传送带间的相对路程要分两种情况:
①若二者同向,则Δs=|s -s |;②若二者反向,则Δs=|s |+|s |。
传 物 传 物
题型一:水平式匀速运动的传送带模型
类型一:滑块静止轻放模型
【知识思维方法技巧】
滑块在传送带上可能的运动情况:
(1)传送带不足够长:一直加速 (2)传送带足够长:先加速后匀速。
【典例1a拔尖题】用如图所示的水平传送带AB和斜面BC将货物运送到斜面的顶端。A、
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】
1
学科网(北京)股份有限公司B间距离L=11 m,传送带始终以v=12 m/s匀速顺时针运行。传送带B端靠近倾角θ=37°
的斜面底端,斜面底端与传送带的B端之间有一段长度可以不计的小圆弧。在A、C处各
有一个机器人,A处机器人每隔t=1.0 s将一个质量m=10 kg、底部有碳粉的货物箱(可视
为质点)轻放在传送带A端,货物箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的C点时速度恰好为零,
C点处机器人立刻将货物箱搬走。已知斜面BC的长度s=5.0 m,传送带与货物箱之间的动
摩擦因数μ=0.55,货物箱由传送带的右端到斜面底端的过程中速度大小损失原来的,不
0
计传送带轮的大小,g=10 m/s2(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。求:
(1)斜面与货物箱之间的动摩擦因数μ;
(2)如果C点处的机器人操作失误,未能将第一个到达C点的货物箱搬走而造成与第二个货
物箱在斜面上相撞。求两个货物箱在斜面上相撞的位置到C点的距离;(本问结果可以用根
式表示)
(3)从第一个货物箱放上传送带A端开始计时,在t=2 s的时间内,货物箱在传送带上留下
0
的痕迹长度。
【典例1a拔尖题】【答案】(1)0.5 (2) m (3)21.25 m
【解析】(1)货物箱在传送带上做匀加速运动过程,根据牛顿第二定律有μmg=ma
0 1
解得加速度为a=μg=5.5 m/s2
1 0
到传送带右端的速度:v==11 m/s
1
v<v=12 m/s,说明货物箱在传送带上一直做匀加速运动。
1
运动至斜面底端的速度:v=v-v=10 m/s
2 1 1
货物箱在斜面上滑过程的加速度为
a=μgcos θ+gsin θ=
2
解得:μ=0.5。
(2)货物箱沿斜面上滑过程:a=μgcos θ+gsin θ=10 m/s2
2
运动时间t=1 s
1
第二个货物箱在斜面B端时,第一个货物箱刚好在C端从静止开始下滑,货物箱沿斜面下
滑过程,根据牛顿第二定律有:
加速度a=gsin θ-μgcos θ=2 m/s2
3
设第一个货物箱在斜面C端沿斜面向下运动与第二个货物箱相撞前所用时间为t
2
有:s=vt-at2+at2
22 22 32
解得:t= s
2
两个货物箱在斜面上相遇的位置到C端的距离:
d=at2= m。
32
(3)第1 s内,货物箱的位移:x=at2=2.75 m
1 1
传送带的位移:x=vt=12 m
2
第1 s留下的痕迹:d=x-x=9.25 m
1 2 1
则t=1 s时,第二个货物箱轻放在第一个货物箱后2.75 m处,第一个货物箱前9.25 m有痕
迹
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】
2
学科网(北京)股份有限公司第2 s内,对第一个货物箱:v=at=5.5 m/s
0 1
货物箱的位移x′=vt+at2=8.25 m
1 0 1
第一个货物箱留下的痕迹:d=x-x′=3.75 m
2 2 1
第一、二两个货物箱的痕迹重合的距离为d′=d-x=1 m
2 1
t′=2 s时,第二个货物箱在传送带上运动了1 s,留下的痕迹:
d=d=9.25 m
3 1
则2 s内,货物箱留下的痕迹总长度为:
Δs=d+d+d-d′=21.25 m
1 2 3
【典例1a拔尖题对应练习】如图所示,一水平传送带以2.0 m/s的速度顺时针匀速转动,
传送带的水平部分长为2.0 m.其右端与倾角为θ=37°的光滑斜面平滑相连,斜面长为0.4
m,一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最左端,已知物块与传送带间的动摩擦
因数μ=0.2,sin 37°=0.6,g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 物块在传送带上一直做匀加速直线运动 B. 物块到达传送带右端的速度大小为15 m/s
C. 物块沿斜面上滑的最大高度为0.2 m D. 物块返回传送带时恰好能到达最左端
【典例1a拔尖题对应练习】【答案】C
【解析】由牛顿第二定律得μmg=ma,解得物块在传送带上运动的加速度a=2 m/s2,物块
速度与传送带速度相同时通过的位移为x= =1 m<2 m,故物块在传送带上先做匀加速
1
直线运动,再做匀速直线运动,A错误;物块到达传送带右端的速度与传送带速度相同,
为2 m/s,B错误;由动能定理得-mgh=- mv 2,解得物块沿斜面上滑的最大高度h=
0
0.2 m,C正确;由动能定理知,物块返回斜面底端时速度大小为2 m/s,然后物块向左做
减速运动,速度减为零所通过的位移x= =1 m,然后物块反向加速,故物块返回传送
2
带时不会到达传送带最左端,D错误.
类型二:滑块初速度方向与传送带运动方向相同模型(同向模型)
【知识思维方法技巧】
滑块初速度方向与传送带运动方向相同时,滑块在传送带上可能的运动情况:
(1)v>v时,传送带不足够长:一直减速,传送带足够长:先减速再匀速。
0
(2)v=v时,一直匀速。
0
(3)vv,返回时速度为v,若vμg时,滑块与传送带之间必然发生相对滑动,滑块将在滑动摩擦力作
用下做匀加速运动,其加速度大小为μg。
题型三:水平式减速运动的传送带模型
【知识思维方法技巧】
如图所示,滑块轻放在传送带左端,此时传送带以初速度 v 一直做匀减速运动,加速度大
0
小为a ,传送带足够长。开始滑块相对于传送带向左运动,滑块所受的滑动摩擦力向右,
0
因此滑块做匀加速运动,其加速度大小为μg,当二者速度相等时,可得μgt=v -at,后
0 0
面的运动情况讨论如下:
(1)如果滑块与传送带相对静止(即二者一起做匀减速运动,滑块的加速度大小为a),
0
此时摩擦力为静摩擦力,对滑块由牛顿第二定律得f=ma ≤μmg,故a≤μg。
0 0 0
(2)当a>μg时,二者之间发生相对滑动。传送带速度减小得比物体减小得快,滑块的加
0
速度大小为μg。
【典例3拔尖题】某煤矿运输部有一新采购的水平浅色足够长传送带以4.0 m/s的恒定速度
运动,若使该传送带改做加速度大小为3.0 m/s2的匀减速运动,并且在传送带开始做匀减速
运动的同时,将一煤块(可视为质点)无初速度放在传送带上.已知煤块与传送带间的动摩
擦因数为0.10,重力加速度取10 m/s2,求煤块在浅色传送带上能留下的痕迹长度和相对于
传送带运动的位移大小?(计算结果保留两位有效数字)
【典例3拔尖题】【答案】2.0 m 1.7 m
【解析】由运动情况作出传送带和煤块的v—t图象,如图所示.因煤块与传送带间的动摩
擦因数为μ,则煤块在传送带上运动的加速度a =μg=1.0 m/s2,设传送带的加速度大小为
0
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】
6
学科网(北京)股份有限公司a,由运动学规律得:v=at =v-at,解得t==1.0 s,v=1.0 m/s
1 01 0 1 1 1
此过程中煤块相对于传送带向后滑动,划线的长度为L =vt-at-at=2.0 m
1 01 0
当煤块与传送带间的速度相等以后,两者都做匀减速直线运动,煤块相对于传送带又向前
滑动,划线的长度L =-= m≈0.33 m,因为L>L ,煤块在传送带上留下的划线长度为L
2 1 2 1
=2.0 m,煤块相对于传送带的位移为x=L -L =2.0 m-0.33 m≈1.7 m。
1 2
题型四:水平式能调速匀速运动的传送带模型
【典例4拔尖题】如图,相距L=11.5 m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相
接。传送带向右匀速运动,其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。质量m=10 kg
的载物箱(可视为质点),以初速度v =5.0 m/s 自左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间
0
的动摩擦因数μ=0.10,重力加速度取g=10 m/s2。
(1)若v=4.0 m/s,求载物箱通过传送带所需的时间;
(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度;
【典例4拔尖题】【答案】(1)2.75 s (2)4 m/s m/s
【解析】(1)传送带的速度为v=4.0 m/s时,载物箱在传送带上先做匀减速运动,设其加速
度大小为a,由牛顿第二定律有μmg=ma,设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为
s,由运动学公式有v2-v2=-2as,联立代入题给数据得s=4.5 m,因此,载物箱在到达
1 0 1 1
右侧平台前,速度先减小至v,然后开始做匀速运动。设载物箱从滑上传送带到离开传送
带所用的时间为t ,做匀减速运动所用的时间为t′,有v=v -at′,t =t′+,得t =2.75
1 1 0 1 1 1 1
s。
(2)当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时,到达右侧平台时的速度最小,设为 v ;当
1
载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时,到达右侧平台时的速度最大,设为 v 。由动能
2
定理有-μmgL=mv2-mv2,μmgL=mv2-mv2由二式并代入题给条件得v = m/s,v =4
1 0 2 0 1 2
m/s。
考点二:斜面式传送带的动力学问题
【知识思维方法技巧】
(1)根据初始条件分析物体与传送带的相对运动情况,从而确定物体是否受到滑动摩擦力
作用,如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向,然后根据物体的受力情况确
定物体的运动情况。
(2)当物体的速度与传送带速度相等时,需比较mgsinθ与μmgcosθ的大小关系才能决定
物块以后的运动,判断“共速”后的下一时刻物体受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力。
题型一:斜面式传送带向上匀速运动模型(上传模型)
类型一:静止滑块从底端向上运动模型
【知识思维方法技巧】
滑块在传送带上可能的运动情况:
(1)传送带不足够长:滑块在传送带一直加速运动(一定满足关系gsin θ<μgcos θ)
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】
7
学科网(北京)股份有限公司(2)传送带足够长:滑块在传送带先加速后匀速运动。
【典例1a拔尖题】如图所示,有一条沿顺时针方向匀速转动的传送带,其速度v=4 m/s,
传送带与水平面间的夹角为θ=37°,现将一质量m=1 kg的物块轻放在其底端(物块可视为
质点),与此同时,给物块沿传送带方向向上的恒力F=8 N,经过一段时间,物块运动到了
离地面高为h=2.4 m的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,最大静摩
擦力等于滑动摩擦力(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
(1)求物块从传送带底端运动到平台上所用的时间;
(2)若在物块与传送带达到相同速度时,立即撤去恒力 F,计算物块还需经过多长时间离开
传送带以及离开时的速度大小(结果用根式表示)。
【典例1a拔尖题】【答案】(1) s (2) s m/s
【解析】(1)对物块受力分析可知,物块先是在恒力作用下沿传送带方向向上做初速度为零
的匀加速运动,直至速度与传送带的速度相同
由牛顿第二定律得F+μmgcos θ-mgsin θ=ma
1
代入数据解得a=6 m/s2
1
物块加速过程所用的时间t== s
1
运动的距离x== m
1
物块与传送带共速后,对物块进行受力分析可知,物块受到的摩擦力的方向改变,因为 F
=8 N,而重力沿传送带向下的分力和最大静摩擦力之和为10 N,所以物块不能相对传送带
向上加速,物块将随传送带匀速上升
传送带长度为x==4 m
物块随传送带做匀速运动的时间t== s
2
故物块从传送带底端运动到平台上所用的时间
t=t+t= s。
1 2
(2)若共速后撤去恒力F,因为mgsin θ>μmgcos θ,对物块进行受力分析可知,物块将减速
向上运动
有mgsin θ-μmgcos θ=ma
2
代入数据解得a=2 m/s2
2
经判断,物块在速度减到零之前,已经从传送带上端离开
设物块还需时间t′离开传送带,离开时的速度大小为v′,则由运动学公式有v2-v′2=2a(x
2
-x)
1
代入数据解得v′= m/s
故t′== s。
【典例1a拔尖题对应练习】近年来网上购物发展迅速,使得物流业迅速发展起来,图示为
某快递物流中心用传送带分流物品的示意图,传送带以恒定速度v=4 m/s顺时针运行,传
送带与水平面的夹角θ=37°.现将质量m=2 kg的小物品由静止轻放在其底端(小物品可看成
质点),平台上的人通过一根轻绳用恒力F=20 N拉小物品,经过一段时间物品被拉到离地
面高为H=1.8 m的平台上,如图所示.已知物品与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,设最
大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】
8
学科网(北京)股份有限公司(1)求物品达到与传送带相同速率所用的时间;
(2)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少?
(3)若在物品与传送带同速瞬间撤去恒力 F,则物品还需多少时间才能到达平台?
【答案】(1)0.5 s (2)1 s (3)(2-) s
【解析】(1)物品在达到与传送带速度v=4 m/s相等前,有:
F+μmgcos 37°-mgsin 37°=ma
1
解得:a=8 m/s2
1
由v=at,
11
得t==0.5 s.
1
(2)加速过程位移为x=at=1 m.共速后,有:
1 1
F-μmgcos 37°-mgsin 37°=ma
2
解得a=0,即物品匀速上滑,位移为
2
x=-x=2 m
2 1
则匀速运动的时间为t==0.5 s
2
总时间为t=t+t=1 s
1 2
即物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是1 s.
(3)在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F,根据牛顿第二定律,
有μmgcos 37°-mgsin 37°=ma
3
解得:a=-2 m/s2
3
假设物品能向上匀减速到速度为零,通过的位移为
x=-=4 m
由此知物品速度减为零之前已经到达平台
由x=vt+at
2 3 3
解得:t=(2-) s(另一解不合题意,舍去)
3
即物品还需(2-) s到达平台.
类型二:运动滑块从底端向上运动模型
【典例1b拔尖题】某工厂用倾角为37°的传送带把货物由低处运送到高处,已知传送带总
长为L=50 m,正常运转的速度为v=4 m/s。一次某工人刚把M=10 kg的货物放到传送带
上的A处时停电了,为了不影响工作的进度,工人拿来一块 m=5 kg带有挂钩的木板,把
货物放到木板上,通过定滑轮用绳子把木板拉上去。货物与木板及木板与传送带之间的动
摩擦因数均为0.8。(物块与木板均可看成质点,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)为了把货物拉上去又不使货物相对木板滑动,求工人所用拉力的最大值;
(2)若工人用F=189 N的恒定拉力把货物拉到处时来电了,工人随即撤去拉力,求此时货物
与木板的速度大小;
(3)来电后,还需要多长时间货物能到达B处?(不计传送带的加速时间)
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】
9
学科网(北京)股份有限公司【典例1b拔尖题】【答案】(1)192 N (2)2 m/s (3)11.25 s
【解析】(1)设最大拉力为F ,货物与木板之间的静摩擦力达到最大值,设此时的加速度为
m
a,对货物根据牛顿第二定律得μMgcos θ-Mgsin θ=Ma,得a=0.4 m/s2。
1 1 1
对货物与木板整体分析,根据牛顿第二定律得
F -μ(m+M)gcos θ-(m+M)gsin θ=(m+M)a,得F =192 N。
m 1 m
(2)设工人拉木板的加速度为a,根据牛顿第二定律得
2
F-μ(m+M)gcos θ-(m+M)gsin θ=(m+M)a,解得a=0.2 m/s2。
2 2
设来电时木板与货物的速度大小为v,根据运动学公式得v2=2a,得v=2 m/s。
1 1 2 1
(3)由于v<4 m/s,所以来电后木板继续加速,加速度为a,
1 3
μ(M+m)gcos θ-(M+m)gsin θ=(M+m)a,a=0.4 m/s2,
3 3
设经过t 木板速度与传送带速度相同,v=v+at,得t=5 s。
1 1 31 1
设t 内木板加速的位移为x,v2-v2=2ax,得x=15 m。
1 1 1 3 1 1
共速后,木板与传送带相对静止一起匀速运动,设匀速运动的时间为 t ,匀速运动的位移
2
为x,x=L--x,得x=25 m,t=,得t=6.25 s,
2 2 1 2 2 2
所以来电后木板再需要运动t+t=11.25 s到达B处。
1 2
【典例1b拔尖题对应练习】如图所示,某工厂输送物件的传送系统由倾角为 30°特殊材质
做成的传送带AB和倾角也为30°的固定长木板CD组成,传送带以v=8m/s的恒定速度顺
0
2√3
时针转动,物件和传送带间的动摩擦因数μ = 。现将物件P(视为质点)无初速度地
1 5
置于传送带上的A端,物件到达B端时刚好相对传送带静止,到达D点时速度恰好为零且
立即被机械手取走。物件可以看成质点传送带与木板间可认为无缝连接,取重力加速度大
小g=10m/s2,木板的长度L =4m。
2
(1)求物件在传送带上运动的加速度大小a 及物件从A端运动到B端所需的时间t;
1
(2)求物件与木板间的动摩擦因数μ ;
2
(3)若机械手没能在D点及时将物件取走,导致物件重新下滑,求物件第一次回到 B端
的速度大小v 及整个运动过程中物件在木板上运动的总路程s。
1
【典例1b拔尖题对应练习】【答案】(1)物件在传送带上运动的加速度大小 a1为1m/s2
及物件从A端运动到B端所需的时间t为8s;
√3
(2)物件与木板间的动摩擦因数μ2为 ;
5
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】
10
学科网(北京)股份有限公司(3)物件第一次回到B端的速度大小v1为4m/s2及整个运动过程中物件在木板上运动的
32
总路程s为 m。
3
【解析】(1)物件在传送带上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有:
μ mgcos30°﹣mgsin30°=ma 解得:a=1m/s2
1 1 1
物件到达B端时速度等于v,则:v=at解得:t=8s;
0 0 1
(2)物件在木板上做匀减速直线运动,设此过程的加速度大小为a,由牛顿第二定律得:
2
mgsin30°+μ mgcos30°=ma 根据运动学公式有:2aL =v2
2 2 2 2 0
√3
联立解得:a=8m/s2,μ = ;
2 2 5
(3)设物件在木板上下滑的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得:mgsin30°﹣μ mgcos30°
3 2
=ma 解得:a=2m/s2
3 3
物件第一次沿木板下滑返回B点的速度大小:v =√2a x ,x=L 解得:v=4m/s
1 3 1 1 2 1
滑过B点后物件在传送带上无论是下滑还是上滑,所受滑动摩擦力均沿传送带向上,受力
情况不变,即由B点先向下匀减速后以相同加速度匀加速返回B点,所以在传送带上回到
v2 x
B点时速度大小不变,物件第二次沿木板上滑的位移大小:x = 1 = 1
2 2a 4
2
物件第二次沿木板下滑返回B点的速度大小:v =√2a x
2 3 2
以此类推……
设物件在木板上第n次上滑的位移大小为x ,第n次沿木板下滑返回B点时的速度大小为
n
v ,则:v =√2a x
n n 3 n
v2 a x
物件在木板上第n+1次上滑的位移大小:x = n = 3 x = n
n+1 2a a n 4
2 2
1 1 1
总 路 程 :
s=2(x
1
+x
2
+x
3
+⋯⋯+x
n
)=2L
2
(1+
4
+
42
+⋯⋯+
4(n−1)
)=
2×4
1
1−( ) n
4
× m
1
1−
4
32
n取∞,解得:s= m
3
类型三:静止滑块从顶端向下运动模型
类型四:运动滑块从顶端向下运动模型
【知识思维方法技巧】
滑块在传送带上可能的运动情况有:
(1)gsin θ>μgcos θ,一直加速;
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】
11
学科网(北京)股份有限公司(2)gsin θ=μgcos θ,一滑块直匀速。
(3)gsin θ<μgcos θ,传送带不足够长时,一直减速。传送带足够长时,先减速到速度为
0后反向加速到原位置时速度大小为v(类竖直上抛运动)。
0
【典例1d拔尖题】如图甲所示,倾角为37°足够长的传送带以4 m/s的速度顺时针转动,现
使小物块以2 m/s的初速度沿斜面向下冲上传送带,小物块的速度随时间变化的关系如图乙
所示,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,试求:
(1)小物块与传送带间的动摩擦因数为多大;
(2)0~8 s内小物块与传送带之间的划痕为多长.
【典例1d拔尖题】【答案】(1) (2)18 m
【解析】(1)根据v-t图象的斜率表示加速度可得a== m/s2=1 m/s2
由牛顿第二定律得μmgcos 37°-mgsin 37°=ma解得μ=
(2)0~8 s内只有前6 s内物块与传送带发生相对滑动,
0~6 s内传送带匀速运动的距离为:x =4×6 m=24 m,
带
由题图乙可知:0~2 s内物块位移大小为:x=×2×2 m=2 m,方向沿斜面向下,
1
2~6 s内物块位移大小为:x=×4×4 m=8 m,方向沿斜面向上
2
所以划痕的长度为:Δx=x +x-x=(24+2-8) m=18 m.
带 1 2
题型二:斜面式传送带向下匀速运动模型(下载模型)
类型一:静止滑块从顶端向下运动模型
【知识思维方法技巧】
滑块在传送带上可能的运动情况:
(1)传送带不足够长:一直加速(加速度为gsin θ+μgcos θ)
(2)传送带足够长:若μ≥tan θ,先加速后匀速,若μΔx ,故物体在传送
2 4 3 1 2
带上的划痕长度为Δx=1.8 m。
1
【典例2a拔尖题对应练习】 如图所示,传送带与地面夹角θ=37°,从A到B长度为L=
16 m,传送带v=10 m/s 的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为m=
0
0.5 kg的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5。煤块在传送带上经过会留下黑
色痕迹。已知sin 37°=0.6,g=10 m/s2,求:
(1)煤块从A到B的时间;
(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成痕迹的长度。
【典例2a拔尖题对应练习】【答案】(1) 2s (2) 5m
【解析】(1) 煤块向下做匀加速运动,由牛顿第二定律可得
代入数值可得
设经过时间t 煤块和传送带速度达到相同
1
设下滑距离为x,由运动学公式
1
资料收集整理【淘宝店铺:向阳百分百】
13
学科网(北京)股份有限公司因为 煤块继续向下加速,由牛顿第二定律可得
代入数值可得
设再经过时间t 到达B,下滑距离为x
2 2
代入数值可求得 (舍去)
(2) 煤块加速运动时间内传送带运动位移为
相对运动位移为
达到共速到煤块加速滑到最低端设传送带运动位移为 ,相对滑动位移为
相对运动位移为
考虑到痕迹的重复性,则痕迹的实际长度仍为5m。
类型二:运动滑块从顶端向下运动模型
【知识思维方法技巧】
滑块在传送带上可能的运动情况有:
(1)传送带不足够长:vv时,滑块
0 0
一直减速(加速度为gsin θ-μgcos θ)。
(2)传送带足够长:若μ≥tan θ,先加速后匀速;若μ